論文の概要: Combined Dissipative and Hamiltonian Confinement of Cat Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.05545v5
- Date: Fri, 04 Oct 2024 14:52:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-07 15:07:00.023009
- Title: Combined Dissipative and Hamiltonian Confinement of Cat Qubits
- Title（参考訳）: 猫クビットの放散とハミルトン閉じ込めの併用
- Authors: Ronan Gautier, Alain Sarlette, Mazyar Mirrahimi,
- Abstract要約: キャット量子ビットは、量子調和振動子の位相空間における非局所符号化から引き継がれた指数誤差バイアスを特徴とする。
本稿では,2光子散逸と2光子交換(TPE)ハミルトニアン(Hミルトニアン)を併用した2光子散逸に基づく新しい複合散逸法を提案する。
消散性やハミルトニアン方式に比べて性能が大幅に向上した高速かつバイアス保存ゲートを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum error correction with biased-noise qubits can drastically reduce the hardware overhead for universal and fault-tolerant quantum computation. Cat qubits are a promising realization of biased-noise qubits as they feature an exponential error bias inherited from their non-local encoding in the phase space of a quantum harmonic oscillator. To confine the state of an oscillator to the cat qubit manifold, two main approaches have been considered so far: a Kerr-based Hamiltonian confinement with high gate performances, and a dissipative confinement with robust protection against a broad range of noise mechanisms. We introduce a new combined dissipative and Hamiltonian confinement scheme based on two-photon dissipation together with a Two-Photon Exchange (TPE) Hamiltonian. The TPE Hamiltonian is similar to Kerr nonlinearity, but unlike the Kerr it only induces a bounded distinction between even- and odd-photon eigenstates, a highly beneficial feature for protecting the cat qubits with dissipative mechanisms. Using this combined confinement scheme, we demonstrate fast and bias-preserving gates with drastically improved performance compared to dissipative or Hamiltonian schemes. In addition, this combined scheme can be implemented experimentally with only minor modifications of existing dissipative cat qubit experiments.
- Abstract（参考訳）: バイアスノイズ量子ビットによる量子誤差補正は、普遍的およびフォールトトレラントな量子計算におけるハードウェアオーバーヘッドを大幅に削減することができる。
猫量子ビットは、量子調和振動子の位相空間における非局所符号化から引き継がれた指数誤差バイアスを特徴とする、バイアス付き雑音量子ビットの有望な実現である。
振動子を猫量子ビット多様体に閉じ込めるには、カーベースハミルトン閉じ込めと、幅広いノイズ機構に対して頑健な保護を施した消散性閉じ込めの2つの主要なアプローチが検討されている。
本稿では,2光子散逸と2光子交換(TPE)ハミルトニアン(Hミルトニアン)を併用した2光子散逸に基づく新しい複合散逸法を提案する。
TPEハミルトニアンはKerrの非線形性に似ているが、Kerrとは違い、偶数と奇数光子の固有状態の有界な区別しか生じない。
この組み合わせによる閉じ込め方式を用いることで, 消散性やハミルトニアン方式と比較して, 性能が大幅に向上した高速かつバイアス保存ゲートを実演する。
さらに、この組み合わせ方式は、既存の消散性猫量子ビット実験の小さな修正だけで実験的に実装することができる。
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